JP3558864B2

JP3558864B2 - Multiplexed data transmission system and device using paired wires

Info

Publication number: JP3558864B2
Application number: JP10586398A
Authority: JP
Inventors: 雅司岩井
Original assignee: シンクレイヤ株式会社
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JPH11289319A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は伝送装置間のデ−タ通信に使用される高速伝送システムに関する。例えば、送電線と平行にすでに配備されている開閉器制御用のペア線を用いた高速多重データ伝送システムに応用することができる。又、本発明は、送電線に配備された開閉器の制御のみならず、各家庭あるいは各事業所等のコンピュ−タ間を結ぶＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）としても適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、センタに設置された中央制御装置と複数の端末装置をペア線からなる伝送線に接続し、データを送受信するシステムがある。それは、主に中央制御装置が各端末装置にアドレスを割り当て、そのアドレスを指定することにより、監視データ、制御デ−タ、測定データ等を送受信し、端末装置に接続された負荷機器の制御をするシステムである。
例えば、市中に配備された電力線用変圧器に設置されている開閉器を制御するシステムもその１例である。この開閉器は各家庭への電力供給を制御するためのものであり、短絡故障、地絡故障等の故障が他に伝搬しないよう変電所の中央制御装置によってその開閉操作が制御されている。
【０００３】
簡単に説明すると、図８に示す様に、変電所に設置された中央制御装置１０はペア線１５を介して、アドレスと指令データを送信する。アドレスが一致した端末装置である開閉器制御装置２５（あるいは、３５）は中央制御装置１０から指令データを受け取り、その指令に従って開閉器３０（あるいは４０）を制御する。逆に、監視データ等が要求された場合は、開閉器制御装置２５（あるいは、３５）は開閉器３０（あるいは４０）からデータを読みとり、ペア線２０を介して中央制御装置１０へその監視データを送信するものである。尚、ｒ_０は、反射防止のための終端抵抗である。この場合の伝送方式は、０，１のデジタルデータで搬送波をＦＳＫ変調した信号を伝送線に送出する伝送方式である。この場合に使用されている搬送波は１．７ｋＨＺであり、周波数変移範囲は±４００Ｈｚである。
【０００４】
このようなＦＳＫ変調された信号を用い、中央制御装置１０と各端末装置である開閉器制御装置２５、３５はシリアル通信を行っており、その送受信方式は上述のアドレス指定によるポーリング方式となっている。
【０００５】
【発明が解決しようする課題】
しかしながら、従来のポーリング方式は、上述のように変電所の中央制御装置が指令を送り、各端末の開閉器制御装置がそれに応答するものであって、例えば、中央制御装置が各端末を順に検索する方式をとる以上、その応答時間は端末数、伝送速度、データ数、データ処理時間等に比例するため、端末数が増加すればするほど、またデータ数が増加すればするほど即時性がなくなり、自然災害など緊急時には対応が遅れるという問題があった。
【０００６】
また、漏れ電流などの経時変化から将来の事故を予測し未然に防ぐことが重要視されているが、そのためにはさらに中央制御装置は多量のデータを各端末装置から集める必要があり、より多量高速データ伝送の実現が要請されている。さらに、この既存の線路を利用した高速データ伝送の多重化ができれば、広域ネットワークを構築することができる。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、従来システムの即時性に関する問題は、上記ポーリング方式とその伝送速度にあることに着目し、従来のシステムや伝送路には影響を与えることなく、新たな伝送方式を付加することによって、高速データ伝送ができるペア線を用いたデータの多重伝送方式およびシステム並びにその伝送装置を提供することを目的としている。
また、他の目的は、すでに送電線に配備されている２対のペア線を利用し、各家庭あるいは事業所の端末間でデータの授受ができる広域ネットワークシステムの構築を可能とすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載のペア線を用いた多重伝送システムは、データ信号を２対のペア線を用いて伝送するものであって、低周波データ信号は２対のペア線のうち第１のペア線により一方向に伝送され、また第２のペア線によって他方向に伝送される。高周波デ−タ信号は、第１、第２のペア線の両方により双方向に伝送される。そして、その低周波データ信号と高周波データ信号は重畳され、多重データ信号として伝送路に送出され伝送される。
更に、伝送路の途中に複数の端末器を取り付け、各端末器との送受信を可能とするマルチドロップ方式をとっている。
更に、２対のペア線間に一方の終端抵抗の中点と他方の終端抵抗の中点を接続した接続抵抗を備えている。高周波データ信号送出時には、第１の１対のペア線に第１の同一方向に同一電流を流し、接続抵抗を介して、第２の１対のペア線には第１の同一方向とは逆の第２の同一方向に同一電流を還流させる。
【０００９】
これにより、従来のシステムに影響を与えず新たに情報を高速に伝送することができる。また、従来の低周波データ信号の伝送に用いた伝送路をそのまま用いて高速データ伝送を行うことができる。よって、新たに高周波データ信号用に伝送線を配設する必要がない。従って、低コストで、かつ高速双方向伝送が可能な多重伝送方式とすることができる。
更に、低周波データ信号のみならず高周波データ信号によっても複数の端末と送受信が可能となる。よって、高速に複数の端末と送受信ができる。
更に、第１の１対のペア線と第２の１対のペア線間との間の差電圧である監視電圧を発生させ、この監視電圧によってペア線の使用状態を知らせる。よって、この監視電圧が検出されれば、ペア線は使用状態であると判定することができる。
従って、高周波データ信号送出時にこの監視電圧を検知することによりデータの衝突を回避することができる。
【００１０】
請求項２に記載のペア線を用いた多重伝送システムは、高周波データ列を２分割し、分割されたデータ列を高周波データ信号として２対のペア線を介して並列伝送している。高周波データ信号の伝送に２回線使用しているので、２倍の速度の高速双方向伝送が可能となる。
【００１１】
請求項３に記載のペア線を用いた多重伝送システムは、高周波データ列を偶数ビットデータおよび奇数ビットデータに２分割し、それぞれを２対のペア線を介して並列伝送している。
これにより、各１対のペア線におけるボーレートを２分の１にすることができるので、より到達距離の長い高速双方向伝送ができる多重伝送方式となる。
【００１３】
請求項４に記載のペア線を用いたデータ多重伝送システムは、多重データ信号を双方向に中継する双方向中継器を備えている。その双方向中継器は、多重データ信号から高周波データ信号を取り出して波形整形し、再び低周波データ信号と重畳させ送出する。その双方向中継器は伝送路に複数備えられている。
よって、高周波データ信号は減衰することなく、正確に伝送される。従って、長距離伝送が可能なペア線を用いたデータ多重伝送システムとなる。
【００１５】
請求項５の発明は、終端抵抗と接続抵抗とは、各中継区間毎に挿入されており、各中継器には直流を遮断するコンデンサが挿入され、各中継区間毎に監視電圧を検出してペア線の使用状態を検出すると共にデータ送出時には監視電圧を発生させることを特徴とする。即ち、この発明は、各中継区間毎にペア線の使用状態とデータの衝突を検出した後、中継データを再送出するようにしている。
【００１６】
請求項６の双方向中継器は、中継器であって、２対のペア線間に各平衡抵抗と該各平衡抵抗の中点を接続した監視用抵抗とを備えている。監視用抵抗の端子間電圧によって監視電圧を検出することでペア線の使用状態が検出できる。高周波データ信号送出時には、平衡抵抗の中点間に直流電流を流すことにより監視電圧を発生させる。
よって、高周波データ信号送出時に監視電圧を検知することにより、高周波データ信号の衝突を回避して、データを送出することができる。
【００１７】
請求項７のペア線を用いたデータの多重伝送システムは、その中に低周波データ信号の送受信を含んでいる。
従って、高周波データ信号によるデータの高速送受信に加えて、従来の電力線の開閉装置をも制御することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
（第１実施例）
図１は本発明のペア線を用いた多重伝送方式を説明する概略図である。上述の様に、市中の配電線には、変圧器の開閉器を制御するため、第１のペア線１９０、第２のペア線１９５からなる２対のペア線が既に配備されている。
【００１９】
中央制御装置１００からの低周波データ信号による指令は、第１のペア線１９０を介し各端末である開閉器制御装置２００に伝送され、その指令によって開閉器２２０が制御されている。また、逆に開閉器制御装置２００からの低周波データ信号による監視データは、第２のペア線１９５を介し中央制御装置１００に伝送されている。この時の低周波データ信号の基本周波数は、約１．７ｋＨＺである。従って、約１０ｋｍの伝送が可能となっている。この低周波データ信号の伝送方式は、従来例と同様にＦＳＫ変調方式である。
【００２０】
一方、この第１、第２のペア線ともツイストぺア線とすれば、外部からの影響が受けにくくなるので、短距離ならば高周波データ信号にも使用することができる。この高周波データ信号の基本周波数を数ＭＨＺとすれば、上記低周波データ信号の周波数帯域とは十分離れているので、周波数多重化できる。従って、図２に示すように、中央制御装置１００に、低周波データ信号送信装置１２２と低周波データ信号受信装置１４２、高周波データ信号送受信装置１２４、１４４を設け、開閉器制御装置２００に、中央制御装置１００と同様な構成の低周波データ信号と高周波データを送受信する送受信装置２４０を設けることにより、データ信号を同一伝送路上で互いに干渉し合うことなく重畳することができ、また逆に、それらのデータ信号を同一伝送路から分離することができる。
【００２１】
また、上記理由により低周波データ信号の伝送方式と高周波データ信号の伝送方式とを独立に設定することができる。すなわち、多重化信号のうち低周波データ信号に関しては、従来と同じく中央制御装置１００から見て、第１のペア線１９０は送信専用に、第２のペア線１９５は受信専用とするポ−リング方式である。また、多重化信号のうち高周波データ信号に関しては、第１、第２のペア線とも送受信可能な双方向とするＬＡＮ方式である。上記のように両者の独立性を利用して、低周波データ信号と高周波データ信号とを多重化させて伝送するのが本方式の特徴である。
【００２２】
このような多重化信号は、図２に示す中央制御装置１００で生成される。高周波データは記憶装置１３０に蓄えられており、高周波データ信号送受信装置１２４、１４４に出力される。高周波データは高周波データ信号送受信装置１２４、１４４に出力されることで、２つのデータ列に分離され、５Ｍｂｐｓのバイフェーズ方式の基本周波数ｆ_Ｈの高周波データ信号として、第１、第２のペア線に送出される。この時、記憶装置１３０からのデータの取り出し方は、例えば３２ビットずつ取り出して、高周波データ信号送受信装置１２４、１４４に交互に送出してもよいし、奇数ビット、偶数ビットに振り分けで送出してもよい。
【００２３】
また、低周波データも記憶装置１３０の他の領域に記憶されており、低周波データ信号送信装置１２２に出力される。この低周波データ信号送信装置１２２に出力されたデータはＦＳＫ変調されて、基本周波数ｆ_Ｌの低周波データ信号として第１のペア線１９０に出力される。尚、周波数ｆ_Ｌは従来と同じ約１．７ＫＨＺである。
【００２４】
低周波データ信号送信装置１２２から出力された低周波データ信号はローパスフィルタ１５０を介して第１のペア線１９０に出力される。また、高周波データ信号送受信装置１２４から出力された高周波データ信号はハイパスフィルタ１５２を介して第１のペア線１９０に出力される。これにより第１のペア線１９０には低周波データ信号と高周波データ信号とが周波数多重化されたことになる。
また、第１のペア線１９０上に送られて来た信号は、ハイパスフィルタ１５２を介して高周波データ信号送受信装置１２４に入力する。
【００２５】
高周波データ信号送受信装置１４４から送出される高周波データ信号はハイパスフィルタ１８０を介して第２のペア線１９５に送出される。また、第２のペア線１９５上を送られて来た信号はハイパスフィルタ１８０およびローパスフィルタ１８５を介して、低周波データ信号と高周波データ信号に分離される。低周波データ信号は低周波データ信号受信装置１４２に入力し、高周波データ信号は高周波データ信号送受信装置１４４に入力する。
【００２６】
高周波データ信号送受信装置１２４、１４２で受信された各データ列は、ビット周期が１／２に圧縮され、直列に変換されて、ボーレートが２倍のデータに変換される。そして、必要ならば記憶装置１３０に記録される。上記の高周波データ信号を用いた伝送の場合、第１、第２のぺア線を用いてそれぞれ５Ｍｂｐｓでデータを並列に送受信するので、実質的には１０Ｍｂｐｓの伝送速度となる。
【００２７】
この様に、両データ信号の独立性を利用して、低周波データ信号と高周波データ信号を多重化させて伝送しているので、従来のシステムに影響を与えず新たに情報を高速に伝送することができる。
また、従来の低周波データ信号の伝送に用いた伝送路をそのまま用いているので、新たな伝送路を配設する必要がなく、低コストな伝送方式となる。
この方式において、高周波データ信号はポーリング方式で伝送しても、各伝送装置が伝送路の空き状態を検出して、データを送信するようにしても良い。後者の場合には、伝送路の使用状態が検知できるように、第２実施例で説明するように、データを送出する場合には監視電圧を発生させるようにする。
【００２８】
（第２実施例）
図３に本発明のペア線を用いたデータの多重伝送システム構成図を示す。伝送方式は、第１実施例の多重伝送方式である。
本システムは、中央制御装置１００、第１のペア線１９０、第２のペア線１９５、双方向中継器３００、開閉器制御装置２００、開閉器２２０、伝送装置６００、端末装置５００から構成されている。第１のペア線１９０、第２のペア線１９５の終端には、それぞれ、終端抵抗ｒ_０が接続されており、その中点Ｍ１とＭ２とを接続する接続抵抗ｒが配設されている。終端抵抗ｒ_０はペア線の線路インピーダンスに等しく、接続抵抗ｒは１０ｋΩ程度の高抵抗である。
【００２９】
この双方向中継器３００は、高周波データ信号の減衰特性により約１Ｋｍ毎に設けられる。この中継器３００は分岐端子ＴＴ／ＲＲを有しており、端末装置５００から入力された高周波データ信号をペア線に重畳し、又は、ペア線から受信した高周波データ信号を端末装置５００に対して分岐出力する機能を有している。よって、この中継器３００は請求項の伝送装置にも対応する。また、開閉器制御装置２００および開閉器２２０はマルチドロップ方式により所定の数だけ設置されている。この双方向中継器３００、端末装置５００等は、同じ機能を有し、同じ働きをするので同じ番号が記してある。また、中央制御装置１００は第１実施例で説明したものと同一であり、開閉器制御装置２００も同一である。なお、端末装置５００としては、開閉器制御装置に限らず、例えば家庭用あるいは事業所用のコンピュ−タ装置であっても良い。端末装置５００と双方向中継器３００との間、端末装置５００と伝送装置６００との間は有線、無線で接続することができる。
【００３０】
中央制御装置１００から送信された多重データ信号のうち低周波データ信号ｆ_Ｌは、第１のペア線１９０を伝送する。低周波データ信号ｆ_Ｌは、途中、双方向中継器３００に入力するが、この中継器３００は高周波データ信号専用の中継器であるので、図示しないローパスフィルタによってバイパスされてペア線を伝送する。低周波データ信号に関する送受信方式は、第１実施例と同じポーリング方式である。
【００３１】
一方、多重データ信号のうち高周波データ信号は、５Ｍｂｐｓの速さで第１のペア線１９０、第２のペア線１９５上において双方向に伝送されている。このデータ信号は、高周波であるので減衰するとともにその波形が変形する。従って、１Ｋｍ毎の双方向中継器３００によって波形整形がなされ、順次伝送されている。これにより、正確なデータ伝送が長距離に渡って行われている。
【００３２】
また、高周波データ信号を用いる場合その高速性を有効にするため、中央制御装置１００と各開閉器制御装置２００やその他の伝送装置６００との送受信方式はＬＡＮ方式としている。ＬＡＮ方式は、中央制御装置、端末の区別なくアドレス指定により、即時的にデータの送受信が可能なシステムである。
また、通常、ＬＡＮ方式は、データの衝突を避けるため通常そのバイフェーズ信号にオフセット電圧が重畳されている。各伝送装置はそのオフセットを電圧を検知し、使用可能か否かを判定している。
【００３３】
しかしながら、高周波データ信号の伝送のために、ペア線間にオフセット電圧を重畳すると、低周波データ信号もオフセットすることになり、この方式は使用できない。そこで、低周波データ信号はオフセット電圧を重畳せずに、ポーリング方式とし、高周波データ信号の伝送において、次の電圧重畳方式を採用した。
【００３４】
図４に示すように、双方向中継器３００のハイパスフィルタの外側（線路側）において、オフセット電流を流す回線状況監視システムが配設されている。双方向中継器３００の片端に設けられた第１のペア線１９０の平衡抵抗Ｒ_１１、第２のペア線１９５の平衡抵抗Ｒ_２１の中点に監視抵抗Ｒ_０が接続されている。データ送出時には、定電流回路３０１によって、平衡抵抗Ｒ_１１を介して末端の方向に同一電流Ｉが第１のペア線１９０に流れ、ペア線の末端に接続された終端抵抗ｒ_０と接続抵抗ｒとを介して、中央制御装置１００側の向きに第２のペア線１９５に同一電流Ｉが還流する。この電流Ｉにより、ペア線の末端に接続された接続抵抗ｒの両端に電流Ｉに比例した電圧、即ち、監視電圧が発生する。対称性により第１のペア線１９０の線間、第２のペア線１９５の線間には電圧差は現れない。この監視電圧は、第１のペア線１９０と第２のペア線１９５間に現れ、接続抵抗ｒの抵抗がペア線の直流抵抗よりも大きいので、全線路に渡って一定であると考えられる。このように、双方向中継器３００の分岐端子ＴＴ／ＲＲを介して端末装置５００から入力した高周波データ信号をペア線に送出する場合には、このように監視電流を流す。
【００３５】
また、この監視電圧を検出するために、第１のペア線１９０に平衡抵抗Ｒ_１２と第２のペア線１９５に平衡抵抗Ｒ_２２が接続され、その中点間に監視抵抗Ｒ_ｏが接続されている。この監視抵抗Ｒ_ｏの両端電圧は、この監視電圧を示しており、この電圧により、線路が使用状態か否かが検出できる。よって、双方向中継器３００は、監視電圧が検出された場合には、線路は使用中であるので、分岐端子ＴＴ／ＲＲを介して端末装置５００から入力された高周波データ信号は送出させない。
【００３６】
高周波データ信号を送出する時に、監視電流を重畳させる方式は、各ペア線間には電圧差を生じないために、低周波データ信号には影響を与えない。
このようなデータの衝突防止システムは、ペア線に対して高周波データ信号を送受信する伝送装置、即ち、各家庭等に設置された端末装置と通信を行い、ペア線に対して高周波データ信号を送受信する任意の伝送装置に用いることができる。従って、図３に示されているように、高周波データ信号を送受信できる機能を有した開閉器制御装置２００、その他の伝送装置６００にも、同様な抵抗接続による監視電流の流入と監視電圧の検出回路が設けられている。尚、中継器３００に関して、監視電流を流す抵抗回路と、監視電圧を検出する抵抗回路とを別に構成しているが、他の伝送装置６００と同様に、共通に構成しても良い。即ち、伝送装置６００、開閉器制御装置２００のように、平衡抵抗Ｒ_１，Ｒ_２と監視抵抗Ｒ_０とで、監視電流Ｉの送出と監視電圧の検出を行うようにしても良い。
【００３７】
また、監視電圧が検出されずに、上記の監視電流Ｉを流した時に、監視抵抗Ｒ_０の端子電圧を測定して、所定値のほぼ２倍の電圧が得られれた場合には、ほぼ、同時に他の伝送装置もデータの送信を開始しようとしたことになり、この状態により、衝突を防止することができる。
【００３８】
このように、この監視電圧を検知することによって、データの衝突なしに中央制御装置１００、双方向中継器３００あるいは端末である開閉装置２００等の伝送装置や、その他の伝送装置６００はデータを衝突させることなく高周波データ信号を送受信することができる。
【００３９】
このように、２対のペア線にデータを多重伝送できるシステムを構築すると、従来のシステムに影響を与えずに、緊急時には瞬時に中央制御装置１００に知らせることができる。また平常時には、大容量高速データ通信が可能となる。さらに、多数の伝送装置６００をこのペア線に接続して、この伝送装置６００間で高速データ伝送を行うことができる。
【００４０】
（第３実施例）
図５に、本発明の第２実施例に用いた双方向中継器３００の構成図を示す。本中継器は、ローパスフィルタ３０５，３１０、ハイパスフィルタ３１５，３２０，３２５，３３０、受信器（Ｒ）３４０，３５０，３６０，３７０、送信器（Ｔ３４５，３５５，３６５，３７５、ボーレート変換器３８０，３８５，３９０，３９５、および分配制御装置４１０から構成されている。この中継器は、長距離伝送によって変形した信号波の波形を受信器（Ｒ）、送信器（Ｔ）で整形する機能も有している。
【００４１】
この受信器（Ｒ）、送信器（Ｔ）は、バイフェーズ方式で信号を復調し、変調する。送信器（Ｔ）は、図６（ａ）に示す回路である。バイフェーズによる変調方式は、信号の立ち下がりを１に、立ち上がりを０に対応させたものである。１，０をレベルで表すＮＲＺ（ＮｏｎＲｅｔｕｒｎｔｏＺｅｒｏ）データが、図６（ａ）に示すようにクロックＣＬＫに同期した符号化回路によってバイフェーズ信号に変換される。このバイフェーズ方式によれば、同じビットデータが続いても、所定周期で、信号の立ち下がりあるいは立ち上がりが現れる。所謂エッジ信号に変換される。よって、レベル変動の影響を受けない交流信号となる。
【００４２】
また、受信器（Ｒ）は、図６（ｂ）に示すように構成されている。バイフェーズ信号は、図６（ｂ）に示すようにクロックＣＬＫに同期した復号化回路によってレベル信号であるＮＲＺデータに変換されて出力される。
【００４３】
第１、第２のペア線１９０，１９５上を伝搬する多重データ信号のうち、周波数ｆ_Ｌの低周波データ信号は高周波データ信号に比べて減衰率は低い。よって、低周波データ信号に関しては、ここでは、第１のペア線１９０上にローパスフィルタ３０５、第２のペア線上にローパスフィルタ３１０を設け、増幅あるいは波形整形することなく、そのままそれぞれの方向に伝送させている。
【００４４】
一方、高周波データ信号は長距離伝送に伴う減衰率が大きいため、伝送路途中に双方向中継器３００を設け、波形整形している。高周波データ信号は双方向伝送であるが、説明を簡単にするため１方向の中継方法について説明する。
【００４５】
第１のペア線１９０および第２のペア線１９５の左側から入った周波数ｆ _Ｈ（＝５Ｍｂｐｓ）の高周波データ信号は、それぞれハイパスフィルタ３２０，３１５を通過し、受信器３５０，３４０で受信される。
受信された高周波データ信号は、ボーレート変換器３８０に送出される。ボーレート変換器３８０では、例えば受信器３５０、３４０から５Ｍｂｐｓで送られてくるデータ列を１ビットずつ交互に入力し、周期を１／２にしてシリアルにして、すなわち１０Ｍｂｐｓで分配制御装置４１０に送出する。
【００４６】
分配制御装置４１０は、信号を分岐端子ＲＲ／ＴＴに分配すると共に次のボ−レ−ト変換器３９５に送出する。
ボ−レ−ト変換器３９５では、１０Ｍｂｐｓで送られてくるシリアルデータが１ビット毎に振り分けられ、５Ｍｂｐｓの並列シリアルデータとして送信器３７５，３６５に送出される。送信器３７５，３６５に振り分けられた５Ｍｂｐｓの高周波データ信号は、それぞれハイパスフィルタ３３０，３２５を通過し、第１のペア線１９０、第２のペア線１９５に送出され、その上を伝送される。第１のペア線１９０および第２のペア線１９５の右側から入力された周波数ｆ _Ｈ（５Ｍｂｐｓ）の高周波データ信号も同様な過程で処理され、中継される。高周波データ信号は、このようにして双方向に中継されるので、減衰することなく、正確に伝送される。
【００４７】
また、この双方向中継器３００は、分岐端子ＴＴを介して端末装置５００から入力した高周波データ信号をペア線に送出するために、第２実施例で説明した監視電流を送出するための平衡抵抗Ｒ_１１，Ｒ_２１、定電流回路３０１、および、監視電圧を検出するための平衡抵抗Ｒ_２１，Ｒ_２２、それらの中点を接続する監視抵抗Ｒ_０から成る回線状況監視システムを備え、データ送信時にはその監視電圧を検出し、回線状態を確認した上でデータを送出すると共に監視電圧を発生させている。従って、この双方向中継器によって送信データを衝突させることはない。よって、この双方向中継器を順次接続することにより長距離なＬＡＮを形成できる。
【００４８】
さらに、図のように分配制御装置４１０に端子ＲＲ，ＴＴを設ければ、通常のコンピュータ等の端末装置５００などの端末が、ＬＡＮ接続が可能となる。従って、各家庭あるいは各事業所のコンピュータ間で、送電線に配備されている２対のペア線を用いて高速ＬＡＮが形成でき、その通信コストを大幅に抑えることができる。分配制御装置４１０と端末装置５００との間は無線伝送であっても有線伝送であっても良い。
【００４９】
（第４実施例）
上記実施例では、監視電流Ｉをペア線全体に渡って流し、末端の終端抵抗ｒ_０と接続抵抗ｒとを介して還流させている。この場合、この定電流Ｉが各中継器３００のローパスフィルタ３０５を通過することになる。従って、高周波成分が遮断されることになり、定電流Ｉにより監視電圧が立ち上がるのに、ローパスフィルタ３０５の遮断周波数の４倍の逆数程度の時間遅れを生じる。このため、他の伝送装置がペア線が空き状態と判定して、監視電流Ｉを流す操作が重畳する場合があり、衝突判定にこの時間遅れの２倍程度の期間を要する。この期間の経過後に、監視電圧が通常の電圧を示せば、衝突でなく、監視電圧が通常の電圧以上となれば、データの送信操作が重畳したことになる。
【００５０】
このように上記実施例は、衝突判定に上記の時間を要する。そこで、この判定を高速で行えるようにするために、第４実施例では、各中継区間毎に衝突を判定するようにしている。図７に示すように、各ペア線１９０、１９５はコンデンサＣ_１，Ｃ_２により直流電流が遮断された状態で各中継器３００に接続されている。よって、この場合には、監視電流Ｉはこの中継区間の外には流れない。中継区間には、任意の１箇所において、ペア線の末端と同様に、終端抵抗ｒ_０、接続抵抗ｒが配設されている。そして、各中継器３００は、前述したように、平衡抵抗Ｒ_１，Ｒ_２がペア線１９０、１９５に接続され、その平衡抵抗Ｒ_１，Ｒ_２の中点間に監視抵抗Ｒ_０が接続されている。衝突監視には、この監視抵抗Ｒ_０の電圧が検出され、データを送出する場合には、監視電流Ｉをペア線に供給している。
【００５１】
このように、各中継器３００は、隣接する中継区間から高周波データ信号を受信して、他の中継区間にその高周波データ信号を送出する時に、ペア線の使用状況及び衝突監視を行った後、空き状態且つ衝突状態でなければ、高周波データ信号を送出するようにしている。本実施例は、このように各中継区間毎に、衝突監視をすることを特徴とする。この場合に、コンデンサＣ_１，Ｃ_２の存在により、監視電流は他の中継区間には流れず、各中継器のローパスフィルタを通過することがないために、監視電圧の立ち上がりが速くなり、衝突判定時間が短くなるという効果を有している。
【００５２】
（変形例）
以上、本発明を表わす１実施例を示したが、他にさまざまな変形例が考えられる。例えば、第３実施例では他の端末５００を１０Ｍｂｐｓで接続するため、受信器３４０、３５０に続いてボ−レ−ト変換器３８０を、波形整形器４０５に続いてボ−レ−ト変換器３９５を用いていたが、単なる双方向中継器とするならば、ボ−レ−ト変換器３８０，３９５を省略してもよい。すなわち、直接、受信器３４０、３５０に送信器３６５，３７５を接続してもよい。
【００５３】
その他様々な変形例が考えられるが、２対のペア線を用いた伝送方式およびシステムにおいて、低周波データ信号に関してはポーリング方式、高周波データ信号関しては高速双方向送受信が可能なＬＡＮ方式をとり、周波データ信号と高周波データ信号を重畳させて伝送する多重データ伝送方式およびそれを適用したシステムならばその類を問わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係わるペア線を用いた多重伝送方式の説明図。
【図２】第１実施例の多重伝送方式に係わる多重データ信号の送受信方法説明図。
【図３】第２実施例に係わるペア線を用いた多重伝送システム図。
【図４】第２実施例に係わる回線状況監視システム図。
【図５】第３実施例に係わる双方向中継器のシステム構成図。
【図６】バイフェーズ信号とＮＲＺデータの変換図。
【図７】第４実施例に係わる伝送システムの構成図。
【図８】低周波データ信号を用いた従来の開閉器制御システム図。
【符号の説明】
１００中央制御装置
１２２低周波データ信号送信装置
１４２低周波データ信号受信装置
１２４，１４４高周波データ信号送受信装置
１９０第１のペア線
１９５第２のペア線
２００開閉器制御装置
２２０開閉器
２４０送受信装置
３００双方向中継器
３０１定電流回路
３８０ボーレート変換器
３９５ボーレート変換器
６００伝送装置
４１０分配制御装置
５００端末装置
Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_１１，Ｒ_２１，Ｒ_１２，Ｒ_２２平衡抵抗
Ｒ_０監視用抵抗
ｒ_０終端抵抗
ｒ接続抵抗[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-speed transmission system used for data communication between transmission devices. For example, the present invention can be applied to a high-speed multiplexed data transmission system using a pair of switches for controlling a switch already arranged in parallel with a transmission line. In addition, the present invention can be applied not only to control of a switch provided on a transmission line, but also to a LAN (Local Area Network) connecting computers at homes or offices.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a system for transmitting and receiving data by connecting a central control device installed in a center and a plurality of terminal devices to a transmission line formed of a pair line. This is mainly because the central controller assigns an address to each terminal device, specifies the address, transmits / receives monitoring data, control data, measurement data, etc., and controls the load devices connected to the terminal device. System.
For example, a system for controlling a switch installed in a power line transformer provided in a city is one example. This switch is for controlling power supply to each home, and its switching operation is controlled by the central control unit of the substation so that a fault such as a short-circuit fault or a ground fault fault does not propagate to the other.
[0003]
In brief, as shown in FIG. 8, the central control device 10 installed in the substation transmits an address and command data via a pair line 15. The switch control device 25 (or 35), which is a terminal device having the same address, receives command data from the central control device 10 and controls the switch 30 (or 40) according to the command. Conversely, when monitoring data or the like is requested, the switch controller 25 (or 35) reads the data from the switch 30 (or 40) and sends the monitoring data to the central controller 10 via the pair line 20. Is transmitted. Note that r₀Is a terminating resistor for preventing reflection. The transmission method in this case is a transmission method in which a signal obtained by FSK-modulating a carrier with digital data of 0 and 1 is transmitted to a transmission line. The carrier used in this case is 1.7 kHz and the frequency shift range is ± 400 Hz.
[0004]
Using such an FSK-modulated signal, the central control device 10 and the switch control devices 25 and 35, which are terminal devices, perform serial communication, and the transmission and reception method is the polling method by address designation described above. I have.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional polling method, as described above, the central control device of the substation sends a command, and the switch control device of each terminal responds to the command. For example, the central control device searches each terminal in order. Since the response time is proportional to the number of terminals, the transmission speed, the number of data, the data processing time, etc., the immediacy is lost as the number of terminals increases and as the number of data increases. In the event of an emergency such as a natural disaster, the response was delayed.
[0006]
In addition, it is important to predict and prevent future accidents from changes with time such as leakage current, but for this purpose the central control unit must collect a large amount of data from each terminal unit. There is a demand for realizing high-speed data transmission. Furthermore, if multiplexing of high-speed data transmission using this existing line can be performed, a wide area network can be constructed.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has focused on the problem of the immediacy of the conventional system in the polling method and its transmission speed, and has affected the conventional system and transmission path. It is an object of the present invention to provide a data multiplexing transmission system and a transmission system using a pair line capable of performing high-speed data transmission by adding a new transmission system without providing the same.
Another object is to make it possible to construct a wide-area network system capable of exchanging data between terminals in each home or business using two pairs of wires already provided in a transmission line. .
[0008]
Means for Solving the Problems and Functions and Effects
A multiplex transmission using a pair line according to claim 1 to solve the above-mentioned problem.systemTransmits a data signal using two pairs of wiresthingWherein the low-frequency data signal is transmitted in one direction by a first pair of the two pairs, and transmitted in the other direction by a second pair. The high-frequency data signal is transmitted bidirectionally through both the first and second pairs. Then, the low-frequency data signal and the high-frequency data signal are superimposed, transmitted as a multiplexed data signal to a transmission path, and transmitted.
Further, a multi-drop system is employed in which a plurality of terminals are mounted in the middle of the transmission line, and transmission / reception with each terminal is enabled.
Further, a connection resistance is provided between the two pairs of wires, which connects the midpoint of one termination resistor and the midpoint of the other termination resistor. At the time of transmitting a high-frequency data signal, the same current flows in the first pair of pairs in the first same direction, and the second pair of pairs reverses to the first same via the connection resistor. Of the same current in the second same direction.
[0009]
As a result, new information can be transmitted at a high speed without affecting the conventional system. Further, high-speed data transmission can be performed using the transmission path used for transmitting the conventional low-frequency data signal as it is. Therefore, it is not necessary to newly provide a transmission line for a high-frequency data signal. Therefore, a multiplex transmission system that can perform high-speed bidirectional transmission at low cost can be provided.
Further, transmission and reception with a plurality of terminals can be performed not only with a low-frequency data signal but also with a high-frequency data signal. Therefore, transmission and reception with a plurality of terminals can be performed at high speed.
Further, a monitoring voltage, which is a difference voltage between the first pair of paired wires and the second pair of paired wires, is generated, and the use status of the paired wires is notified by the monitoring voltage. Therefore, if this monitoring voltage is detected, it can be determined that the pair line is in use.
Therefore, data collision can be avoided by detecting this monitoring voltage when transmitting a high-frequency data signal.
[0010]
Multiplex transmission using the pair line according to claim 2.systemDivides a high-frequency data string into two, and transmits the divided data string as a high-frequency data signal in parallel via two pairs of pairs. Since two lines are used for transmitting the high-frequency data signal, high-speed bidirectional transmission at twice the speed is possible.
[0011]
Multiplex transmission using the pair line according to claim 3.systemDivides a high-frequency data string into even-numbered bit data and odd-numbered bit data, and transmits each of them in parallel via two pairs of pairs.
As a result, the baud rate of each pair of lines can be reduced to one half, so that a multiplex transmission system capable of high-speed bidirectional transmission with a longer reach is provided.
[0013]
Claim 4The data multiplex transmission system using a pair line described in (1) includes a bidirectional repeater that bidirectionally relays a multiplexed data signal. The bidirectional repeater takes out the high-frequency data signal from the multiplexed data signal, shapes the waveform, and superimposes it on the low-frequency data signal before transmitting it. A plurality of bidirectional repeaters are provided on the transmission line.
Therefore, the high-frequency data signal is transmitted accurately without attenuation. Therefore, a data multiplex transmission system using a pair line capable of long-distance transmission is provided.
[0015]
Claim 5According to the invention, the terminating resistor and the connection resistance are inserted for each relay section, a capacitor for blocking DC is inserted in each repeater, and a monitoring voltage is detected for each relay section to form a pair line. It is characterized by detecting a use state and generating a monitor voltage at the time of data transmission. That is, the present invention retransmits the relay data after detecting a collision between the use state of the pair line and the data for each relay section.
[0016]
Claim 6The two-way repeater,DuringThe relay includes a balanced resistor and a monitoring resistor having a midpoint between the balanced resistors connected between two pairs of paired wires. The use state of the pair line can be detected by detecting the monitoring voltage based on the voltage between the terminals of the monitoring resistor. When transmitting a high-frequency data signal, a monitoring voltage is generated by flowing a DC current between the middle points of the balanced resistors.
Therefore, by detecting the monitoring voltage at the time of transmitting the high-frequency data signal, it is possible to avoid collision of the high-frequency data signal and transmit the data.
[0017]
Claim 7The multiplex transmission system for data using the pair wires includes transmission and reception of a low-frequency data signal.
Therefore, in addition to high-speed data transmission / reception using a high-frequency data signal, a conventional power line switchgear can be controlled.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to a following example.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a multiplex transmission system using a pair line according to the present invention. As described above, two pairs of pairs of the first pair 190 and the second pair 195 are already provided in the distribution line in the city in order to control the switch of the transformer.
[0019]
A command from the central control device 100 based on the low-frequency data signal is transmitted to the switch control device 200 as each terminal via the first pair line 190, and the switch 220 is controlled by the command. Conversely, the monitoring data based on the low-frequency data signal from the switch control device 200 is transmitted to the central control device 100 via the second pair wire 195. At this time, the fundamental frequency of the low-frequency data signal is about 1.7 kHz. Therefore, transmission of about 10 km is possible. The transmission method of this low-frequency data signal is the FSK modulation method as in the conventional example.
[0020]
On the other hand, if both the first and second pair wires are twisted pair wires, they are less susceptible to external influences, so that they can be used for high-frequency data signals over short distances. If the fundamental frequency of this high-frequency data signal is several MHZ, it is sufficiently distant from the frequency band of the low-frequency data signal, so that frequency multiplexing can be performed. Therefore, as shown in FIG. 2, the low frequency data signal transmitting device 122, the low frequency data signal receiving device 142, and the high frequency data signal transmitting / receiving devices 124 and 144 are provided in the central control device 100, and the switch control device 200 has By providing the transmitting / receiving device 240 for transmitting and receiving the low-frequency data signal and the high-frequency data having the same configuration as the control device 100, the data signals can be superimposed on the same transmission path without interfering with each other. Can be separated from the same transmission path.
[0021]
Further, for the above reason, the transmission method of the low-frequency data signal and the transmission method of the high-frequency data signal can be set independently. That is, as for the low frequency data signal among the multiplexed signals, the first pair line 190 is dedicated to transmission and the second pair line 195 is dedicated to reception, as viewed from the central controller 100 as in the related art. It is a method. The high-frequency data signal of the multiplexed signal is a bidirectional LAN system that can transmit and receive both the first and second pair lines. As described above, a feature of the present system is that a low-frequency data signal and a high-frequency data signal are multiplexed and transmitted using the independence of the two.
[0022]
Such a multiplexed signal is generated by the central controller 100 shown in FIG. The high-frequency data is stored in the storage device 130 and output to the high-frequency data signal transmitting / receiving devices 124 and 144. The high-frequency data is output to the high-frequency data signal transmission / reception devices 124 and 144 to be separated into two data strings, and the basic frequency f of the bi-phase system of 5 Mbps is used._HAre transmitted to the first and second pair lines. At this time, data may be extracted from the storage device 130 by, for example, extracting 32 bits at a time and sending the data to the high-frequency data signal transmitting / receiving devices 124 and 144 alternately, or by sending the data to the odd bits and the even bits separately. Is also good.
[0023]
Further, the low frequency data is also stored in another area of the storage device 130 and is output to the low frequency data signal transmitting device 122. The data output to the low-frequency data signal transmitting device 122 is FSK-modulated, and the fundamental frequency f_LIs output to the first pair line 190 as a low-frequency data signal. Note that the frequency f_LIs about 1.7 KHZ which is the same as the conventional one.
[0024]
The low-frequency data signal output from low-frequency data signal transmission device 122 is output to first pair line 190 via low-pass filter 150. The high-frequency data signal output from the high-frequency data signal transmitting / receiving device 124 is output to the first pair line 190 via the high-pass filter 152. As a result, the low frequency data signal and the high frequency data signal are frequency-multiplexed on the first pair line 190.
The signal transmitted on the first pair line 190 is input to the high-frequency data signal transmitting / receiving device 124 via the high-pass filter 152.
[0025]
The high-frequency data signal transmitted from the high-frequency data signal transmitting / receiving device 144 is transmitted to the second pair line 195 via the high-pass filter 180. Further, the signal transmitted on the second pair line 195 is separated into a low-frequency data signal and a high-frequency data signal via the high-pass filter 180 and the low-pass filter 185. The low frequency data signal is input to the low frequency data signal receiving device 142, and the high frequency data signal is input to the high frequency data signal transmitting / receiving device 144.
[0026]
Each data string received by the high-frequency data signal transmission / reception devices 124 and 142 is compressed to a half of the bit period, converted to serial data, and converted to data with a double baud rate. Then, it is recorded in the storage device 130 if necessary. In the case of the transmission using the high-frequency data signal, data is transmitted and received in parallel at 5 Mbps using the first and second pair lines, respectively, so that the transmission speed is substantially 10 Mbps.
[0027]
As described above, since the low-frequency data signal and the high-frequency data signal are multiplexed and transmitted using the independence of both data signals, new information is transmitted at high speed without affecting the conventional system. be able to.
Further, since the conventional transmission line used for transmitting the low-frequency data signal is used as it is, there is no need to provide a new transmission line, and a low-cost transmission system is provided.
In this method, the high-frequency data signal may be transmitted by a polling method, or each transmission device may detect an empty state of the transmission path and transmit the data. In the latter case, as described in the second embodiment, a monitor voltage is generated when data is transmitted so that the use state of the transmission path can be detected.
[0028]
(Second embodiment)
FIG. 3 shows a configuration diagram of a data multiplex transmission system using a pair line according to the present invention. The transmission method is the multiplex transmission method of the first embodiment.
The system includes a central controller 100, a first pair line 190, a second pair line 195, a two-way repeater 300, a switch control device 200, a switch 220, a transmission device 600, and a terminal device 500. I have. Terminating resistors r are provided at the ends of the first pair wire 190 and the second pair wire 195, respectively.₀Are connected, and a connection resistor r connecting the midpoints M1 and M2 is provided. Termination resistance r₀Is equal to the line impedance of the pair wire, and the connection resistance r is a high resistance of about 10 kΩ.
[0029]
The bidirectional repeater 300 is provided at intervals of about 1 km depending on the attenuation characteristics of the high-frequency data signal. The repeater 300 has a branch terminal TT / RR, and superimposes a high-frequency data signal input from the terminal device 500 on a pair line, or transmits a high-frequency data signal received from the pair line to the terminal device 500. It has the function of branch output. Therefore, the repeater 300 also corresponds to the transmission device in the claims. Further, a predetermined number of switch control devices 200 and switches 220 are provided by a multi-drop method. The bidirectional repeater 300, the terminal device 500, and the like have the same functions and perform the same functions, so the same numbers are given. The central controller 100 is the same as that described in the first embodiment, and the switch controller 200 is also the same. The terminal device 500 is not limited to the switch control device, but may be, for example, a home or business computer device. The connection between the terminal device 500 and the two-way repeater 300 and the connection between the terminal device 500 and the transmission device 600 can be made by wire or wireless.
[0030]
The low-frequency data signal f among the multiplexed data signals transmitted from the central controller 100_LTransmits the first pair line 190. Low frequency data signal f_LIs input to the bidirectional repeater 300 on the way, but since the repeater 300 is a repeater dedicated to a high-frequency data signal, the signal is bypassed by a low-pass filter (not shown) to transmit a pair line. The transmission / reception method for the low-frequency data signal is the same polling method as in the first embodiment.
[0031]
On the other hand, the high-frequency data signal of the multiplexed data signal is transmitted bidirectionally on the first pair line 190 and the second pair line 195 at a speed of 5 Mbps. Since this data signal has a high frequency, it attenuates and its waveform is deformed. Therefore, the waveform is shaped by the bidirectional repeater 300 for every 1 km and transmitted sequentially. As a result, accurate data transmission is performed over a long distance.
[0032]
When a high-frequency data signal is used, the transmission / reception system between the central control device 100 and each of the switch control devices 200 and the other transmission devices 600 is a LAN system in order to make the high-speed performance effective. The LAN system is a system in which data can be transmitted and received immediately by addressing without discrimination between the central control device and the terminal.
Normally, in the LAN system, an offset voltage is usually superimposed on the biphase signal to avoid data collision. Each transmission device detects the offset by detecting the voltage and determines whether or not the offset can be used.
[0033]
However, if an offset voltage is superimposed between the pair lines for transmitting a high-frequency data signal, the low-frequency data signal will also be offset, and this method cannot be used. Therefore, the low-frequency data signal is polled without superimposing the offset voltage, and the following voltage superposition method is adopted in transmitting the high-frequency data signal.
[0034]
As shown in FIG. 4, a line condition monitoring system for flowing an offset current is provided outside the high-pass filter (line side) of the bidirectional repeater 300. Balance resistance R of first pair wire 190 provided at one end of bidirectional repeater 300₁₁, The balanced resistance R of the second pair wire 195₂₁Monitoring resistor R at the middle point₀Is connected. At the time of data transmission, the constant current circuit 301 sets the balanced resistance R₁₁Through the first pair wire 190 in the direction of the terminal through the terminal pair, and the terminating resistor r connected to the terminal of the pair line.₀The same current I flows back to the second pair line 195 in the direction toward the central control device 100 via the connection resistor r. Due to the current I, a voltage proportional to the current I, that is, a monitoring voltage is generated across the connection resistor r connected to the end of the pair wire. Due to the symmetry, no voltage difference appears between the first pair wires 190 and between the second pair wires 195. This monitoring voltage appears between the first pair line 190 and the second pair line 195, and is considered to be constant over the entire line because the resistance of the connection resistance r is larger than the DC resistance of the pair line. As described above, when transmitting the high-frequency data signal input from the terminal device 500 to the pair line via the branch terminal TT / RR of the bidirectional repeater 300, the monitoring current flows as described above.
[0035]
Further, in order to detect this monitoring voltage, the balanced resistance R is connected to the first pair line 190.₁₂And the second pair wire 195 have a balanced resistance R₂₂Is connected, and a monitoring resistor R is connected between the midpoints._oIs connected. This monitoring resistor R_oIndicates the monitoring voltage, and it can be detected from this voltage whether or not the line is in use. Therefore, when the monitoring voltage is detected, the bidirectional repeater 300 does not transmit the high-frequency data signal input from the terminal device 500 via the branch terminal TT / RR because the line is in use.
[0036]
The method of superimposing the monitoring current when transmitting the high-frequency data signal does not affect the low-frequency data signal because no voltage difference occurs between the paired wires.
Such a data collision prevention system communicates with a transmission device that transmits and receives a high-frequency data signal to and from a pair line, that is, communicates with a terminal device installed in each home, and transmits and receives a high-frequency data signal to and from a pair line. It can be used for any transmission device that does. Therefore, as shown in FIG. 3, the switch control device 200 having the function of transmitting and receiving the high-frequency data signal and the other transmission devices 600 also receive the monitoring current and detect the monitoring voltage by the same resistance connection. A circuit is provided. In the repeater 300, a resistance circuit for flowing a monitoring current and a resistance circuit for detecting a monitoring voltage are separately configured, but may be configured in common like the other transmission devices 600. That is, like the transmission device 600 and the switch control device 200, the balanced resistance R₁, R₂And monitoring resistor R₀Then, transmission of the monitoring current I and detection of the monitoring voltage may be performed.
[0037]
Further, when the monitoring current I flows without detecting the monitoring voltage, the monitoring resistor R₀When the terminal voltage is measured and a voltage almost twice as high as the predetermined value is obtained, it is almost at the same time that another transmission device also starts to transmit data. Can be prevented.
[0038]
As described above, by detecting this monitoring voltage, the transmission device such as the central control device 100, the bidirectional repeater 300 or the switching device 200 as a terminal, and the other transmission devices 600 can collide data without data collision. A high-frequency data signal can be transmitted and received without causing the transmission.
[0039]
As described above, when a system capable of multiplexing and transmitting data to two pairs of pairs is constructed, the central control device 100 can be instantaneously notified in an emergency without affecting the conventional system. In normal times, large-capacity high-speed data communication becomes possible. Further, a large number of transmission devices 600 can be connected to this pair line to perform high-speed data transmission between the transmission devices 600.
[0040]
(Third embodiment)
FIG. 5 shows a configuration diagram of a bidirectional repeater 300 used in the second embodiment of the present invention. This repeater includes low-pass filters 305, 310, high-pass filters 315, 320, 325, 330, receivers (R) 340, 350, 360, 370, transmitters (T345, 355, 365, 375, baud rate converter 380, 385, 390, 395, and a distribution control device 410. This repeater also has a function of shaping the waveform of a signal wave deformed by long-distance transmission by a receiver (R) and a transmitter (T). are doing.
[0041]
The receiver (R) and the transmitter (T) demodulate and modulate the signal in a bi-phase system. The transmitter (T) is a circuit shown in FIG. The bi-phase modulation method is such that the falling of the signal corresponds to 1 and the rising of the signal corresponds to 0. NRZ (Non Return to Zero) data representing levels 1 and 0 is converted to a biphase signal by an encoding circuit synchronized with a clock CLK as shown in FIG. According to this bi-phase method, a falling or rising of a signal appears in a predetermined cycle even if the same bit data continues. It is converted into a so-called edge signal. Therefore, the AC signal is not affected by the level fluctuation.
[0042]
The receiver (R) is configured as shown in FIG. The biphase signal is converted into NRZ data, which is a level signal, by a decoding circuit synchronized with the clock CLK and output as shown in FIG. 6B.
[0043]
Of the multiplexed data signals propagating on the first and second pair lines 190 and 195, the frequency f_LThe low frequency data signal has a lower attenuation rate than the high frequency data signal. Thus, here, the low-frequency data signal is provided with the low-pass filter 305 on the first pair line 190 and the low-pass filter 310 on the second pair line, and transmitted in their respective directions without amplification or waveform shaping. Let me.
[0044]
On the other hand, since the high-frequency data signal has a large attenuation factor associated with long-distance transmission, a bidirectional repeater 300 is provided in the middle of the transmission path to shape the waveform. Although the high-frequency data signal is transmitted in two directions, a one-way relay method will be described for simplicity.
[0045]
Frequency f entered from the left side of first pair wire 190 and second pair wire 195_H(= 5 Mbps) high-frequency data signals pass through high-pass filters 320 and 315, respectively, and are received by receivers 350 and 340, respectively.
The received high-frequency data signal is sent to baud rate converter 380. In the baud rate converter 380, for example, a data string transmitted at 5 Mbps from the receivers 350 and 340 is alternately input one bit at a time, and the cycle is reduced to 1/2, and serialized, that is, transmitted to the distribution controller 410 at 10 Mbps. I do.
[0046]
The distribution control device 410 distributes the signal to the branch terminal RR / TT and sends the signal to the next ballet converter 395.
In the Baud rate converter 395, serial data transmitted at 10 Mbps is distributed for each bit, and transmitted to the transmitters 375 and 365 as parallel serial data of 5 Mbps. The 5 Mbps high-frequency data signals distributed to the transmitters 375 and 365 pass through the high-pass filters 330 and 325, respectively, are sent out to the first pair line 190 and the second pair line 195, and transmitted thereover. Frequency f input from right side of first pair wire 190 and second pair wire 195_HA (5 Mbps) high-frequency data signal is processed and relayed in a similar process. Since the high-frequency data signal is relayed bidirectionally in this way, it is transmitted accurately without attenuation.
[0047]
The bidirectional repeater 300 is a balanced resistance for transmitting the monitoring current described in the second embodiment in order to transmit the high-frequency data signal input from the terminal device 500 via the branch terminal TT to the pair line. R₁₁, R₂₁, A constant current circuit 301, and a balanced resistor R for detecting a monitoring voltage.₂₁, R₂₂, The monitoring resistor R connecting their midpoints₀And a line condition monitoring system for detecting the monitoring voltage at the time of data transmission, transmitting the data after confirming the line state, and generating the monitoring voltage. Therefore, the transmission data does not collide with the bidirectional repeater. Therefore, a long-distance LAN can be formed by sequentially connecting the bidirectional repeaters.
[0048]
Furthermore, if terminals RR and TT are provided in the distribution control device 410 as shown in the figure, a terminal such as a terminal device 500 such as a normal computer can be connected to a LAN. Therefore, a high-speed LAN can be formed between the computers in each home or each office by using two pairs of pairs provided in the transmission line, and the communication cost can be significantly reduced. The transmission between the distribution control device 410 and the terminal device 500 may be wireless transmission or wired transmission.
[0049]
(Fourth embodiment)
In the above embodiment, the monitoring current I flows over the entire pair line, and the terminal resistance r at the terminal is₀And the connection resistance r. In this case, the constant current I passes through the low-pass filter 305 of each repeater 300. Therefore, the high-frequency component is cut off, and a time delay of about four times the cutoff frequency of the low-pass filter 305 occurs when the monitoring voltage rises due to the constant current I. For this reason, there is a case where another transmission apparatus determines that the pair line is in an empty state and the operation of flowing the monitoring current I is superimposed, and it takes about twice as long as the time delay for the collision determination. If the monitored voltage indicates a normal voltage after the elapse of this period, it is not a collision, and if the monitored voltage is equal to or higher than the normal voltage, the data transmission operation is superimposed.
[0050]
As described above, the above-described embodiment requires the above-described time for collision determination. Therefore, in order to make this determination at high speed, in the fourth embodiment, a collision is determined for each relay section. As shown in FIG. 7, each pair wire 190, 195 is connected to a capacitor C.₁, C₂Is connected to each repeater 300 in a state where the DC current is cut off. Therefore, in this case, the monitoring current I does not flow outside this relay section. In the relay section, at any one place, the termination resistance r₀, A connection resistance r. And, as described above, each repeater 300 has a balanced resistance R₁, R₂Are connected to the pair wires 190 and 195, and the balanced resistance R₁, R₂Monitoring resistor R between the middle points₀Is connected. For monitoring the collision, the monitoring resistor R₀When the voltage is detected and data is transmitted, the monitoring current I is supplied to the pair line.
[0051]
In this manner, each repeater 300 receives a high-frequency data signal from an adjacent relay section and transmits the high-frequency data signal to another relay section. If it is not empty and not in a collision state, a high-frequency data signal is transmitted. The present embodiment is characterized in that collision monitoring is performed for each relay section as described above. In this case, the capacitor C₁, C₂Due to the presence of the monitoring current, the monitoring current does not flow to the other relay sections and does not pass through the low-pass filter of each relay, so that the rising of the monitoring voltage becomes faster and the collision determination time becomes shorter. ing.
[0052]
(Modification)
As described above, one embodiment representing the present invention has been described, but various other modifications are possible. For example, in the third embodiment, the other terminals 500 are connected at 10 Mbps, so that the receivers 340 and 350 are connected to the ballast converter 380, and the waveform shaper 405 is connected to the ballast converter. Although the 395 is used, the ballet converters 380 and 395 may be omitted if a simple bidirectional repeater is used. That is, the transmitters 365 and 375 may be directly connected to the receivers 340 and 350.
[0053]
Although various other modifications are conceivable, the transmission method and system using two pairs of pairs employ a polling method for low-frequency data signals and a LAN method for high-speed bidirectional transmission and reception for high-frequency data signals. A multiplexed data transmission system for transmitting a frequency data signal and a high frequency data signal in a superimposed manner and a system to which the multiplexed data transmission system is applied are not limited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a multiplex transmission system using a pair line according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a transmission / reception method of a multiplexed data signal according to the multiplex transmission system of the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram of a multiplex transmission system using a pair line according to a second embodiment.
FIG. 4 is a diagram of a line status monitoring system according to a second embodiment.
FIG. 5 is a system configuration diagram of a bidirectional repeater according to a third embodiment.
FIG. 6 is a conversion diagram of a biphase signal and NRZ data.
FIG. 7 is a configuration diagram of a transmission system according to a fourth embodiment.
FIG. 8 is a diagram of a conventional switch control system using a low-frequency data signal.
[Explanation of symbols]
100 Central control unit
122 Low Frequency Data Signal Transmitter
142 Low frequency data signal receiving device
124,144 high frequency data signal transmitting / receiving device
190 First pair line
195 Second pair line
200 Switchgear control device
220 switch
240 transceiver
300 two-way repeater
301 constant current circuit
380 baud rate converter
395 Baud rate converter
600 transmission equipment
410 Distribution control device
500 terminal device
R₁, R₂, R₁₁, R₂₁, R₁₂, R₂₂    Balance resistance
R₀            Monitoring resistor
r₀      Terminating resistor
r Connection resistance

Claims

In a data multiplex transmission system using a pair line, in which a data signal is transmitted using two pairs of pairs,
The low-frequency data signal is transmitted in one direction by a first pair line and in the other direction by a second pair line of the two pairs of pairs,
The high-frequency data signal is bidirectionally transmitted by both the first and second pairs of wires.
The low-frequency data signal and the high-frequency data signal are superimposed and transmitted as a multiplexed data signal ,
A multi-drop system that attaches multiple terminals in the middle of the transmission path and enables transmission and reception with each terminal,
A connection resistor that connects each of the terminating resistors and a midpoint of each of the terminating resistors to the two pairs of pairs,
At the time of transmitting the high-frequency data signal, the same current flows in the first pair of pairs in the first same direction, and the first pair of pairs flows in the second same pair via the connection resistor. The same current is circulated in the second same direction, which is opposite to the above, to generate a monitoring voltage which is a difference voltage between the first pair of pair lines and the second pair of pair lines. A multiplex transmission system for data using a pair line, wherein the monitoring voltage informs the use state of the pair line and detects the use state.

2. The data multiplex transmission system according to claim 1, wherein the high-frequency data sequence is divided into two, and the divided data sequence is transmitted in parallel via the two pairs of pairs.

3. The multiplex transmission of data using a pair line according to claim 2, wherein the high-frequency data sequence is divided into even-numbered bit data and odd-numbered bit data, and each is transmitted in parallel via two pairs of pair lines. System .

The multiplex transmission system using the pair lines has a bidirectional repeater that extracts a high-frequency data signal from the multiplexed data signal, shapes the waveform, superimposes the low-frequency data signal again on the high-frequency data signal, and transmits the signal. 2. The data multiplex transmission system according to claim 1 , wherein a plurality of transmission lines are provided.

The terminating resistor and the connection resistor are inserted for each relay section, a capacitor for blocking direct current is inserted in each repeater, a monitoring voltage is detected for each relay section, and the use state of the pair line is used. 2. The multiplex transmission system according to claim 1 , wherein the monitor voltage is generated at the time of transmitting data and detecting the data.

A data multiplexing transmission system using a pair of pairs for transmitting a data signal using two pairs of pairs, wherein the low-frequency data signal is transmitted by a first pair of the two pairs of pairs. The high-frequency data signal is transmitted in the other direction by the second pair line, and the high-frequency data signal is transmitted in both directions by both the first and second two pairs of pair lines, and the low-frequency data signal and the low-frequency data signal are transmitted by the two pairs. The high-frequency data signal is superimposed and transmitted as a multiplexed data signal, and a plurality of terminals are attached in the middle of the transmission line, and a multi-drop system that enables transmission and reception with each terminal is used. The system includes a bidirectional repeater that extracts a high-frequency data signal from the multiplexed data signal, shapes the waveform, superimposes the low-frequency data signal on the high-frequency data signal, and transmits the signal again. Used for
A monitoring resistor that connects each balanced resistor and a midpoint of each balanced resistor between the two pairs of wires,
By detecting the monitoring voltage by the voltage between the terminals of the monitoring resistor, the use state of the pair wire is detected,
The transmission device according to claim 1, wherein, when transmitting the high-frequency data signal, the monitoring voltage is generated by flowing a direct current between the middle points of the balanced resistors.

The said low-frequency data signal contained in the data multiplex transmission system using the said pair line is used for the system which controls the switchgear of a power line, The one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. A multiplex transmission system for data using paired wires.